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微生物快速檢測方法與設(shè)備
發(fā)布日期:2023-08-30   瀏覽次數(shù):2286

       食品安全作為一個關(guān)系國計民生的重大世界性公共衛(wèi)生問題也備受關(guān)注。食品工業(yè)快速發(fā)展的同時,需要采取更多的技術(shù)手段對食品生產(chǎn)過程以及最終產(chǎn)品進行質(zhì)量監(jiān)控。從統(tǒng)計結(jié)果看,在眾多的食品安全事件中,微生物污染是引發(fā)食源性疾病的最主要因素,因此作為衛(wèi)生管理與安全性指標(biāo)評價的重要手段,建立快速、準(zhǔn)確、靈敏的現(xiàn)代微生物檢測方法在食品安全監(jiān)控中扮演著更加舉足輕重的角色。

1.傳統(tǒng)微生物檢測方法的弊端

傳統(tǒng)的國標(biāo)檢測方法以微生物培養(yǎng)為基礎(chǔ)進行,為了探求快速高效的微生物檢測方法,我們就先來了解一下傳統(tǒng)的國標(biāo)法微生物檢測存在的問題:

1.1 操作復(fù)雜

常規(guī)的測試需要經(jīng)過培養(yǎng)基配制、滅菌、倒平板,多級稀釋,接種,培養(yǎng),計數(shù),分離,鑒定等多個操作步驟。測試操作復(fù)雜,為了獲得準(zhǔn)確的測試結(jié)果,操作人員的技術(shù)要求會比較高。

1.2 測試耗時長

最常規(guī)的菌落總數(shù)培養(yǎng)時間在48h,這是傳統(tǒng)方法用時最少的。如果測定大腸菌群等項目,有陽性菌出現(xiàn)的話,整個測試時間會在9天左右。

1.3 耗材量大

基于以上的操作,傳統(tǒng)檢測方法需要消耗大量的培養(yǎng)基,培養(yǎng)品以及其他耗材。同時培養(yǎng)過程需要大量不同體積和溫度的培養(yǎng)箱,能源耗費也非常高。

2.微生物快速檢測技術(shù)

相對于傳統(tǒng)檢測方法,快速檢測方法是指從樣品制備到出具檢測結(jié)果的整個檢測過程能夠在短時間內(nèi)完成的檢測方法,包括在樣品制備、實驗準(zhǔn)備、操作過程中和自動化上加以簡化的方法。

目前,國際上對“短時間”的共識主要在于三個方面:

1)理化指標(biāo)的檢測分析在2 h 內(nèi)完成

2)應(yīng)用于現(xiàn)場檢查的能夠在30 min 內(nèi)完成

3)與傳統(tǒng)方法相比,能夠縮短1/2 或1/3 的時間

微生物快速檢測設(shè)備方法主要有以下幾種:

2.1 微生物快速測試片技術(shù)

微生物快速測試片由上下兩層薄膜組成,下層的聚乙烯薄膜上印有網(wǎng)格并覆蓋有細(xì)菌生長所需的培養(yǎng)基,上層為聚乙烯薄膜。使用時只需揭開上層薄膜,接種待測樣品稀釋液于下層培養(yǎng)基,放入培養(yǎng)箱培養(yǎng)計數(shù)即可。同時培養(yǎng)基中預(yù)置指示劑使目標(biāo)菌落顯示特殊的顏色,方便準(zhǔn)確判讀。產(chǎn)品包含菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌酵母以及多種致病菌的測試片。

2.2 免疫檢測技術(shù)

免疫學(xué)檢測法主要包括免疫層析法、酶免疫檢測法、免疫熒光法等幾種類型,應(yīng)用于食品微生物檢測中的免疫技術(shù)主要是以下2種:

1)ATP發(fā)光檢測技術(shù)。這種檢測方式主要是借助ATP 的生物特性來檢測食品中的各種微生物。其原理是以熒光霉素、熒光素、氧氣為底物,與食品中的微生物發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng),從而有效的將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能。該方法并不需要對食品微生物進行培養(yǎng),且靈敏度較高。常見的設(shè)備是ATP熒光檢測儀,該類型檢測儀一般在15秒左右就能得到測試結(jié)果。

2)乳膠凝集反應(yīng),該反應(yīng)實驗現(xiàn)象較為直觀,通過肉眼可以直接觀察。此技術(shù)利用抗原抗體的特異性,向反應(yīng)體系中加入人工合成的大分子乳膠顆粒,可以有效的直觀的觀察到顆粒的凝集反應(yīng),根據(jù)相應(yīng)的檢測結(jié)果,做好預(yù)防工作,降低食品中存在各種有害微生物的概率。這種方法大大縮短了檢測時間,也減少操作人員培訓(xùn)時間和要求。

2.3 分子生物檢測技術(shù)

分子生物學(xué)檢測法中,聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)(PCR技術(shù))和基因芯片技術(shù)最具備代表性。PCR技術(shù)是用于擴增特定DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù),可看作是體外DNA復(fù)制,PCR的最大特點是能將微量的DNA大幅擴增。該檢驗方法的主要優(yōu)勢在于特異性高,檢測速度快。

基因芯片技術(shù)立足于分子生物學(xué)與微電子技術(shù),將基因探針與芯片融合之后,通過檢測系統(tǒng)掃描芯片,以確定是否存在某些特異狀態(tài)的微生物。理論上看,生物芯片技術(shù)可以在一次實驗過程中,檢測出所有的潛在致病原與遺傳學(xué)指標(biāo),因此在數(shù)據(jù)處理和信息提取環(huán)節(jié),應(yīng)合理分析雜交樣點的定位,避免自動識別的結(jié)果受芯片影響。

2.4 傳感器快速檢測技術(shù)

目前我國應(yīng)用于食品微生物檢測中的傳感器技術(shù)主要分為基因傳感器以及生物傳感器。其中前者主要是借助DNA序列的唯一性來有效識別食品中的微生物情況。基因傳感器主要有石英晶體振蕩器等,該檢測技術(shù)所需時間短,工作效率較高,且實際操作較為簡單,最為重要的是該試驗的靈敏度較高。

生物傳感器是區(qū)別于前者的一種微生物檢測傳感器,其主要的原理是被測物中的分子與生物接收器上的敏感材料相結(jié)合,通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一定的物理效應(yīng),進而通過離子強度、pH值、顏色變化等進行有效的數(shù)據(jù)分析,檢測出食品中的沙門菌、金黃色葡萄球菌等。

3.微生物快速檢測設(shè)備

基于以上介紹的快檢技術(shù),目前已經(jīng)有多種快檢設(shè)備上市應(yīng)用:

3.1 微生物快檢測試片

雖然測試片法仍然是以培生物培養(yǎng)為基礎(chǔ)的檢測方法,但是它可以大大縮短檢測時間、減少檢驗人員操作時間,并具有節(jié)省實驗水電消耗、減少人員操作誤差、替代玻璃器皿減少污染等特點。是受到廣泛認(rèn)可的微生物快檢方法之一。


3.2 ATP熒光檢測儀

ATP熒光檢測儀具有快速、準(zhǔn)確、靈敏、簡便、可靠等優(yōu)點,能在幾十秒內(nèi)獲得檢測結(jié)果。同時攜帶方便,適用于現(xiàn)場檢查,快速測試。


3.3 實時光電微生物快速檢測儀

實時光電微生物快速檢測儀是通過監(jiān)控微生物生長代謝帶來的pH值改變及其他生物學(xué)反應(yīng)來進行檢測盒判斷的。

設(shè)備可以有效減少檢測時間,幫助企業(yè)加快原料和產(chǎn)品的篩選,超限產(chǎn)品提前預(yù)警,減少庫存壓力。適用于菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌酵母以及多種致病菌的檢測。

3.4 致病菌分子檢測系統(tǒng)

致病菌分子檢測系統(tǒng)技術(shù)是DNA等溫擴增和生物熒光檢測技術(shù)的結(jié)合,可以全面提升操作簡便性,準(zhǔn)確性,檢測速度和性價比,使致病菌檢測簡單而純粹。

4.微生物快速檢測的發(fā)展方向

為滿足當(dāng)今食品微生物安全分析的迫切需求,未來食品微生物快速檢測方法的發(fā)展方向?qū)ǎ?快速;2準(zhǔn)確;3經(jīng)濟;4操作方便;5多項目同時檢測。

文章來源:知乎

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文字報道:孟治材

文章編輯:董榮錄

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